: Umweltfreundlicher speichern mit Zink und Luft

Sieht doch ganz einfach aus – Forscher an der Universtiy of Sydney tüfteln erfolgreich an einer wieder aufladbaren Zink-Luft-Batterie. (Foto: © Universtiy of Sydney)

Forscher der Universität Sydney wollen der Zinkbatterie zum Durchbruch verhelfen und entwickeln derzeit einen neuen Zink-Luft-Akku, der fünfmal stärker sein soll als aktuelle Lithium-Ionen-Varianten und wieder aufladbar – was bisher nicht gelang.

22.08.2017 – Vom Smartphone bis zum Elektroauto, jedes mobile Gerät braucht einen Akku. Bislang ist der Lithium-Ionen-Akku die meistgenutzte Variante: Mit einer hohen Energiedichte und der Möglichkeit zu vielen Ladezyklen. Allerdings ist er schwer und teuer, auch die Ladekapazität lässt noch zu wünschen übrig. Lithium gehört außerdem zu den seltenen Erden, der Abbau ist weder umwelt- noch menschenfreundlich.

Im Gegensatz zu den knappen Lithiumreserven ist Zink weltweit ausreichend vorhanden. Zwar kommen Zinkbatterien bereits etwa in Hörgeräten oder teilweise Kameras zum Einsatz – doch bislang nur als Einwegbatterien, weil in den Batterien keine Elektrokatalysatoren vorhanden sind. Die Innovation besteht nun also darin, dass es den Forschern an der University of Sydney gelang, Zink-Luft-Batterien aufladefähig zu machen. Um das Problem zu lösen, haben die Forscher eine dreistufige Methode entwickelt, mit der es möglich ist, bifunktionelle Sauerstoff-Elektrokatalysatoren zu erzeugen und somit wiederaufladbare Zink-Luft-Batterien zu bauen.

Wieder aufladbare Batterien bestehen in der Regel aus einer Anode und einer Kathode, eine Elektrolytlösung übernimmt den Transport des Ladungsträgers. Bei einem Zink-Luft-Akku bildet Sauerstoff aus der Luft die Kathode, Zink-Pulver die Anode. Die Energie entsteht nun infolge der Reaktion des Metalls mit dem Sauerstoff, der durch Löcher an der Unterseite des Akkus zum Übergangsmetall geleitet wird. Die Forscher schafften bei ihrem ersten Test 60 Ladezyklen in 120 Stunden, der Akku hatte dabei 10 Prozent seiner Leistungsfähigkeit verloren – das sei schon recht vielversprechend. Weitere Tests und Optimierungen mit anderen Forschungseinrichtungen sollen in den kommenden Monaten stattfinden. Bis zur Marktreife dürfte es wohl noch dauern. na